《電子技術(shù)應(yīng)用》
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對大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用面臨問題的思考
中興通訊技術(shù)
孫利民,劉偉
中國科學(xué)院信息工程研究所
摘要: 資源受限和環(huán)境干擾使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用面臨諸多問題,包括流量不均衡、功能與需求失衡、理論與實(shí)際失衡等。文章在分析這些問題的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求,從傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)、稀疏網(wǎng)絡(luò)部署下的數(shù)據(jù)傳輸及大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)的仿真、測試技術(shù)等方面,給出了對大規(guī)模傳感器應(yīng)用的一些思考。
Abstract:
Key words :

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò),其目的是協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息,并報(bào)告給用戶。傳感器網(wǎng)絡(luò)一般由傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)服務(wù)器組成。

越來越多的傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究和技術(shù)針對于特定的行業(yè)和應(yīng)用。其中,很多應(yīng)用都需要進(jìn)行大規(guī)模的部署,以達(dá)到高覆蓋、高精確感知等目的。如森林火災(zāi)監(jiān)測、戰(zhàn)場上敵情監(jiān)測等,成千上萬枚傳感器節(jié)點(diǎn)部署于環(huán)境中,用于完成監(jiān)測任務(wù)。然而,與小規(guī)模應(yīng)用相比,大規(guī)模應(yīng)用中除了節(jié)點(diǎn)數(shù)量上的區(qū)別外,還會產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)管理困難、資源使用不均衡等一系列問題。

1 大規(guī)模應(yīng)用面臨的問題

經(jīng)過傳感器網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)的發(fā)展,雖然其在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用,然而目前大多數(shù)的應(yīng)用仍然局限于小規(guī)模程度。如在火山活動(dòng)狀況監(jiān)測的應(yīng)用[1]中,設(shè)計(jì)者在火山口布置了16個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn),用來監(jiān)測火山溫度、震動(dòng)等信息;在野生斑馬監(jiān)測系統(tǒng)[2]中,部署了6~10套裝置于斑馬頸部,監(jiān)測斑馬的移動(dòng)及生活習(xí)性;在大鴨島行為監(jiān)測系統(tǒng)中[3],部署了32個(gè)節(jié)點(diǎn)用于監(jiān)測島上海鳥的習(xí)性等。少量傳感器網(wǎng)絡(luò)在部署、組網(wǎng)、能量等方面的問題都不會太突出,其要解決與處理的關(guān)注點(diǎn)與大規(guī)模應(yīng)用不同。因此,要探究大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的問題和解決思路,須依靠大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用系統(tǒng)。

很多科研機(jī)構(gòu)與公司已經(jīng)開始在大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面做了嘗試。如香港科技大學(xué)等單位在浙江省天目山建立的綠野千傳系統(tǒng)[4],部署了上千枚節(jié)點(diǎn),持續(xù)工作了1年以上,用于監(jiān)測森林環(huán)境的溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度等。為了減少冬季一氧化碳中毒事故的發(fā)生,在北京朝陽區(qū)崔各莊鄉(xiāng)部署的一氧化碳監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng),每個(gè)村莊有大約8 000到12 000個(gè)房間,每個(gè)房間內(nèi)都部署了一氧化碳監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn),這些節(jié)點(diǎn)將室內(nèi)的一氧化碳濃度信息收集到管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測和管理。現(xiàn)有的應(yīng)用實(shí)例對我們設(shè)計(jì)和研究大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)提供了有力的依據(jù)。通過對大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究,歸納出目前大規(guī)模應(yīng)用面臨的三大問題。

1.1 流量不均衡

在傳感器網(wǎng)絡(luò)中并不是每個(gè)節(jié)點(diǎn)的流量都是一樣的,這主要由于傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)匯聚服務(wù)為主要業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)從感知節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的匯聚過程中,越靠近匯聚節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)需要擔(dān)負(fù)越多的轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù),使得越靠近匯聚節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)量越大,產(chǎn)生漏斗流量效應(yīng)。流量的不均衡容易使流量大的節(jié)點(diǎn)的能量過早耗盡,影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通性和工作壽命。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增加時(shí),網(wǎng)絡(luò)中的流量會成倍增加,每個(gè)數(shù)據(jù)包經(jīng)歷的平均跳數(shù)就會增加,使得中間的節(jié)點(diǎn)不得不耗費(fèi)大量的能量用于數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn),降低了能量的使用效率;且由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加,路由維護(hù)成本也相應(yīng)的增加。

1.2 需求與功能失衡

在互聯(lián)網(wǎng)中,數(shù)據(jù)處理設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備往往有明顯界限,且由于使用環(huán)境多為非受限,其性能與功能容易做到匹配。相比而言在傳感器網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)既是信息采集設(shè)備又要起到中間路由作用,幾乎每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要完成感知、傳輸、計(jì)算的功能。但是傳感器節(jié)點(diǎn)往往是一個(gè)嵌入式系統(tǒng),這就造成與其網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源與存儲資源等受限的事實(shí)嚴(yán)重不匹配。又由于傳感器網(wǎng)絡(luò)漏斗流量特性,使得網(wǎng)絡(luò)流量和節(jié)點(diǎn)負(fù)載不均衡,這更加劇了這種失衡。相比而言,后端系統(tǒng)由于不受能量的束縛,其性能可以不受限制,不會成為系統(tǒng)的“瓶頸”,而其完成的功能主要為數(shù)據(jù)的存儲或透傳,相對較單一。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中性能差的設(shè)備工作負(fù)載重,而性能好的設(shè)備工作負(fù)載低,造成了需求與功能失衡的矛盾。

1.3 理論與實(shí)際失衡

圖1 無線信道模型

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)際部署前,常需要進(jìn)行模擬仿真與小規(guī)模測試。其中使用的理論模型與實(shí)際模型差距較大。例如無線信道模型,常用的理論模型為圓盤模型,即當(dāng)接受設(shè)備位于以發(fā)射設(shè)備為中心,通信距離為半徑的一個(gè)圓內(nèi)時(shí),可正常通信。然而在實(shí)際情況中,由于受到遮擋及天線方向圖等原因,通信范圍不可能是標(biāo)準(zhǔn)的圓形,而是一個(gè)不規(guī)則的形狀,如圖1所示[5]。另外無線信道易受到周圍的環(huán)境的干擾,其通信的范圍也是時(shí)變的,造成對通信范圍的評估產(chǎn)生困難。目前仍然沒有很好的模型能夠精確地描述信道特性。

2 對于大規(guī)模應(yīng)用問題的思考

影響傳感器網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用有多種因素。首先部署的傳感器節(jié)點(diǎn)資源是受限的。在小型化節(jié)點(diǎn)的要求下傳感器節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源、存儲資源及能量都非常有限。由于大多數(shù)的應(yīng)用需要傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行野外布置,為了靈活性,電池成為首選能源。電池有限的能量需滿足傳感器網(wǎng)絡(luò)長期工作的任務(wù)。為了延長電池的工作時(shí)間,只能使用低功耗的處理器和通信方式,因此造成傳感器節(jié)點(diǎn)的處理能力低,通信范圍和傳輸速率受限。

無線信號容易受到各種因素的干擾,會造成無線鏈路的質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。由于大多數(shù)應(yīng)用的傳感器節(jié)點(diǎn)部署于不受控的環(huán)境中,環(huán)境的變化會影響無線鏈路的質(zhì)量和節(jié)點(diǎn)間的連通性,進(jìn)而會改變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這些動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境給理論模型的建立和推導(dǎo)提出了挑戰(zhàn),進(jìn)而對建立于其上的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)等產(chǎn)生影響。

為了應(yīng)對大規(guī)模應(yīng)用中的問題,本文從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)、移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)3個(gè)方面來展開針對大規(guī)模應(yīng)用實(shí)用化方面的思考。

2.1 應(yīng)用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)降低流量失衡影響

傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)采用多跳單匯聚節(jié)點(diǎn)的解決思路,即所有的傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采用多跳的傳輸手段匯聚到同一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)上。這種架構(gòu)的問題在于可擴(kuò)展性差、能量利用率低、通信協(xié)議復(fù)雜且容易造成漏斗流量效應(yīng)。為了應(yīng)對這些問題,很多大規(guī)模應(yīng)用中采用了變形的架構(gòu),如單跳單匯聚節(jié)點(diǎn)、單跳多匯聚節(jié)點(diǎn)、多跳多匯聚節(jié)點(diǎn)等。

*單跳單匯聚節(jié)點(diǎn)模式中所有傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)的距離只有一跳。也就是說所有傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信。這種模式適用于網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍不是很大,所有節(jié)點(diǎn)都在一跳通信范圍距離之內(nèi)的情況。目前很多應(yīng)用使用的此種架構(gòu),如智能家居、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)等。

*單跳多匯聚節(jié)點(diǎn)模式中有多個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)之間的距離是一跳,即每個(gè)節(jié)點(diǎn)只要與任一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)通信上即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連通性。這些匯聚節(jié)點(diǎn)將收集到的數(shù)據(jù)匯聚到同一組數(shù)據(jù)服務(wù)器上進(jìn)行存儲與處理。本架構(gòu)適用于不同區(qū)域且相距較遠(yuǎn)的場景下的數(shù)據(jù)收集。

*在大范圍的網(wǎng)絡(luò)中,無法使用單跳的方式進(jìn)行部署,此時(shí)不得不采用多跳多匯聚節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。匯聚節(jié)點(diǎn)之間一般可通過有線網(wǎng)絡(luò)或其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián),并將數(shù)據(jù)通過同一個(gè)后端服務(wù)器。

針對特定應(yīng)用,選擇合適的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以降低網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜度,增加系統(tǒng)的可靠性,并解決數(shù)據(jù)流量不均衡和能量使用效率的問題。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化的體系結(jié)構(gòu)降低網(wǎng)絡(luò)管理難度

圖2 經(jīng)典傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

隨著傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加,原有的體系結(jié)構(gòu)不適于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的管理。傳統(tǒng)的傳感器節(jié)點(diǎn)硬件資源受到限制,為了更高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,放棄了分層的思想而使用跨層設(shè)計(jì),圖2所示[6]為近10年內(nèi)經(jīng)典的傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,多數(shù)協(xié)議采用了跨層的設(shè)計(jì)思想;大多數(shù)協(xié)議使用了局部算法;由于傳感器網(wǎng)絡(luò)的操作大多集中于分發(fā)和匯聚操作,因此大多數(shù)的協(xié)議沒有為每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行地址標(biāo)識[7]。在傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)上對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理變得較為困難。然而經(jīng)過10年技術(shù)的發(fā)展,傳感器的硬件性能得到了較大的提升,處理能力也大幅提升,針對單個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行查詢控制操作需求的應(yīng)用的出現(xiàn)及傳感器節(jié)點(diǎn)的任務(wù)更加復(fù)雜,改變了原有設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)和準(zhǔn)則,使得應(yīng)該考慮更加層次化、可復(fù)用性高、易于尋址與路由、便于自配置與自管理的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有技術(shù)中,IPv6是較好的解決思路之一[8]。通過修改媒體訪問控制(MAC)協(xié)議和增加6LoWPAN適配層可實(shí)現(xiàn)將IPv6應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)中。

工業(yè)界針對6LoWPAN的應(yīng)用和發(fā)展,制訂了不同場景下的路由要求,如針對城市環(huán)境和工業(yè)場景等。從國家戰(zhàn)略層面上對6LoWPAN也在進(jìn)行大力支持,如2010年工業(yè)與信息化部發(fā)布的國家科技重大專項(xiàng)中(03專項(xiàng)),發(fā)布了基于IPv6的無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研發(fā)及驗(yàn)證、基于IPv6的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一致性測試方法研究及儀表研發(fā)兩個(gè)專項(xiàng)子課題。

2.3 引入和利用移動(dòng)性優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能

大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,往往沒有固定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。如戰(zhàn)場監(jiān)測、邊境監(jiān)測、森林監(jiān)測等,網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大,但是節(jié)點(diǎn)密度稀疏,網(wǎng)絡(luò)往往是分離的,因此不能保證提供持續(xù)、穩(wěn)定的連接,此時(shí)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及形式將不能滿足需求。在這種情形下,通過匯聚節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)對各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息的收集是一個(gè)較好的選擇。在匯聚節(jié)點(diǎn)自身移動(dòng),或者人、動(dòng)物、直升機(jī)等攜帶移動(dòng)的過程中,當(dāng)?shù)竭_(dá)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)時(shí),傳感器節(jié)點(diǎn)將其收集到的信息發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn),由匯聚節(jié)點(diǎn)攜帶信息回后端系統(tǒng)。通過匯聚節(jié)點(diǎn)的移動(dòng),使得網(wǎng)絡(luò)不需要全連通,大大減少節(jié)點(diǎn)的部署密度,避免了漏斗流量效應(yīng)的問題。造成的后果是數(shù)據(jù)延時(shí)較大,因此適用于對網(wǎng)絡(luò)延時(shí)要求不高的應(yīng)用。目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)移動(dòng)容遲網(wǎng)絡(luò)(DTN)屬于這種網(wǎng)絡(luò)形式。

以我們團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的感知城市信息收集系統(tǒng)為例。城市中部署有各種類型的傳感器節(jié)點(diǎn),這些節(jié)點(diǎn)周期性地或基于事件觸發(fā)地收集周圍環(huán)境的信息,如車禍等突發(fā)事件、交通流量信息、環(huán)境噪音信息、環(huán)境污染情況等,城市公交車及出租車中安裝有移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn),利用行駛的公交車或出租車將傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)收集回服務(wù)器,并將其通過因特網(wǎng)發(fā)布,使用者可通過瀏覽器、智能手機(jī)、PDA等設(shè)備查看這些數(shù)據(jù)。由于城市范圍太廣,部署的傳感器節(jié)點(diǎn)無法達(dá)到全連通的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),而公交車及出租車又遍及城市,因此,利用了車載移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)成功實(shí)現(xiàn)了感知數(shù)據(jù)的收集。

2.4 強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)測試評估能力完善理論模型

傳感器網(wǎng)絡(luò)通常部署在復(fù)雜環(huán)境中,環(huán)境中多種因素的干擾和節(jié)點(diǎn)失效等可能造成節(jié)點(diǎn)間無線鏈路與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化,準(zhǔn)確測量與評估網(wǎng)絡(luò)性能非常困難,因此,需要在部署前仿真大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)的行為,及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置。

傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研發(fā)過程劃分為3個(gè)階段[9]:首先,在系統(tǒng)研發(fā)初期對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行小規(guī)模的模擬仿真,驗(yàn)證協(xié)議、算法和系統(tǒng)的可行性。然后把協(xié)議、算法等移植到實(shí)際的小規(guī)模測試床上,進(jìn)行小規(guī)模實(shí)物測試和評估。最后在實(shí)際場景中進(jìn)行部署,進(jìn)入(試)運(yùn)行階段。如圖3所示,其中,橫軸代表節(jié)點(diǎn)規(guī)模,縱軸代表真實(shí)度(即實(shí)驗(yàn)環(huán)境與實(shí)際部署環(huán)境的差異程度),3個(gè)條塊代表3個(gè)研發(fā)階段。

圖3 傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)階段

大規(guī)模應(yīng)用中需要更為精細(xì)、與實(shí)際更為貼近的理論模型與實(shí)驗(yàn)、仿真手段。要獲取準(zhǔn)確的理論模型,需要有配套的測試手段,因此研究傳感器網(wǎng)絡(luò)測試平臺與工具具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。傳感器網(wǎng)絡(luò)的測試貫穿在科研、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維、優(yōu)化等階段,是科學(xué)研究的重要數(shù)據(jù)來源,是商業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用的重要保障。但是傳感器網(wǎng)絡(luò)的測試不同于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),其在測試需求、測試內(nèi)容、測試方法、測試工具等諸多方面有明顯差異。傳感器網(wǎng)絡(luò)的測試?yán)щy,因?yàn)閻毫拥倪\(yùn)行環(huán)境、受限的資源和復(fù)雜多樣的應(yīng)用使得傳感器網(wǎng)絡(luò)測試極為困難,且與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、組網(wǎng)協(xié)議、信息處理和系統(tǒng)應(yīng)用等技術(shù)環(huán)節(jié)有著密切的聯(lián)系。

傳感器網(wǎng)絡(luò)測試的難點(diǎn)主要體現(xiàn)為:在傳感器網(wǎng)絡(luò)的測量評估行為中,為了獲得網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部狀態(tài)信息,總是需要執(zhí)行額外的計(jì)算任務(wù)、傳輸額外的測量所需要的信息。抽象而言,任何一種測量行為均會在一定程度上影響被測對象的自身狀態(tài),即所謂的海森堡(Heisenberg)測不準(zhǔn)現(xiàn)象,這是網(wǎng)絡(luò)測量研究中得共性和基礎(chǔ)的關(guān)鍵問題。具體到傳感器網(wǎng)絡(luò)測試而言,測試行為本身對傳感器網(wǎng)絡(luò)自身運(yùn)行存在打擾,資源受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)使得該矛盾尤為突出。降低或避免測試行為對傳感器網(wǎng)絡(luò)自身運(yùn)行的影響、高精度獲取網(wǎng)絡(luò)測試數(shù)據(jù)是傳感器網(wǎng)絡(luò)測試的關(guān)鍵。

針對上述問題我們團(tuán)隊(duì)研制了零打擾傳感器網(wǎng)絡(luò)測試平臺(HINT),并已成功應(yīng)用于多所高校及研究所等。HINT[10]測試平臺是基于內(nèi)部偵聽測試技術(shù)研發(fā)的一類傳感器網(wǎng)絡(luò)測試平臺,對于傳感器節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用軟件具有透明性,節(jié)點(diǎn)本身無法察覺測試平臺的存在,節(jié)點(diǎn)的軟件也無需增加任何用于測試目的的輔助代碼;HINT測試平臺通過額外的高精度測試設(shè)備捕獲傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)部芯片的互連信號來產(chǎn)生測試數(shù)據(jù),測試數(shù)據(jù)經(jīng)由額外的傳輸網(wǎng)絡(luò)收集并集中分析處理,從而避免對傳感器節(jié)點(diǎn)的資源占用,滿足高精度和零打擾的測試需求。HINT可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程、信號分析、分組分析、行為回放、數(shù)據(jù)管理和性能評估等功能。

3 結(jié)束語

隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟,越來越多的應(yīng)用趨向于大規(guī)模化。與小規(guī)模應(yīng)用相比,大規(guī)模化的傳感器網(wǎng)絡(luò)向我們提出了更為尖銳的挑戰(zhàn)。本文在現(xiàn)有大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)上,歸納并分析了目前傳感器網(wǎng)絡(luò)流量不均衡、需求與規(guī)模失衡、理論與模型失衡的三大問題,并基于這些特點(diǎn)對當(dāng)前現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)方面進(jìn)行了分析和思考,針對傳感器網(wǎng)絡(luò)的測試和仿真工具的重要性進(jìn)行了論述和分析。

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作者簡介

孫利民,中國科學(xué)院信息工程研究所研究員、博士生導(dǎo)師,中國計(jì)算機(jī)學(xué)會高級會員,計(jì)算機(jī)學(xué)會傳感器網(wǎng)絡(luò)專業(yè)委員會副主任,計(jì)算機(jī)學(xué)會互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)委員會委員,中關(guān)村物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長,國家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)工作組成員;主要研究方向?yàn)闊o線傳感器網(wǎng)絡(luò)、車載網(wǎng)和容遲網(wǎng)絡(luò);主持和參與國家級項(xiàng)目10余項(xiàng);已發(fā)表論文100余篇,出版學(xué)術(shù)著作3部,獲得或申請國家專利30余項(xiàng)。

劉偉,中國科學(xué)院信息工程研究所在讀博士研究生;主要研究方向?yàn)闊o線自組織網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)。

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